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Plano de Aula

Introdução Conceitos Básicos KQML FIPA ACL Exemplo – Agente Comprando Livros

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Motivação : Agentes

Reflexão n  Cenário dinâmico n  Integração de diversas mídias e dispositivos

Como implementar? n  Sugestão: usar Agentes Inteligentes

Agentes n  Ideal para aplicações autônomas, móveis e inseridas em

uma sociedade n  Naturalmente capazes de:

w  Reagir de forma autônoma e reativa w  Raciocinar de forma pró-ativa w  Adaptar-se ao ambiente onde estão inseridos w  Interagir com outras entidades

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Recordar é Viver...

IAD lembra... n  Comportamento Social n  Organização n  Interação

w Coordenação w Cooperação w Ação

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Recordar é Viver... II

n  RDP n  Agentes projetados

para o problema. n  Benevolência n  Organização em

Tempo de Projeto n  Controle Global n  Pouca Flexibilidade

n  SMA n  Agentes

preexistentes n  Raciocínio sobre

ações, cooperação n  Maior Flexibilidade n  Organização Variável n  Interações Genéricas

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Assim...

SMA... n  Realiza a decomposição das tarefas n  Tem conflitos...ou junta esforços n  É variável...

Como isso acontece?? Interação é a chave...

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Motivação : Agentes

Interação n  Solução compartilhada de problemas n  Requisito básico

w Mecanismo de Comunicação n  Linguagem comum n  Infra-estrutura

Mas como implementar?

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Conceitos Básicos

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Comunicação...

Relação dinâmica mediada por sinais, que quando interpretados, afetam os agentes envolvidos.

Possibilita... Cooperação e Coordenação

Em outra palavras... Comunicação é: n  Uma forma de ação n  Utilizada pelo agente para tornar realidade um estado

do mundo

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Tipos de comunicação

Telepatia n  Acesso direto à uma Knowledge Base (KB)

w  Lendo a mente... w  Cada um com sua KB w  KB compartilhada

n  Problemas w  Podem usar o mesmo símbolo para denotar coisas diferentes w  Podem usar símbolos diferentes para denotar a mesma coisa

Linguagem de Comunicação de Agentes (ACL) n  Comum

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Atos de Fala

Categorização das expressões humanas qto a n  Intenção do locutor n  Impacto do ato comunicativo no receptor

Existem aproximadamente 4600 atos de fala! n  Não é esse o objetivo de uma ACL

Ajuda a decidir as primitivas das ACLs n  Toda primitiva de uma ACL é um ato de fala

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Para dar certo...

Segundo Austin n  É preciso saber o significado da

performativa n  O procedimento deve ser executado

corretamente n  Deve haver sinceridade.

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Para dar certo... Searle

Condições normais de Entrada/Saída Condições Preparatórias n  Receptor capaz de realizar ação n  Emissor acredita nisto n  Receptor não deve fazer isto de qq maneira

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Atos da Fala

Linguagem Humana n  Atos comunicativos são interpretados a partir da

mensagem e do contexto n  Nem sempre esta interpretação é óbvia

Dificuldades n  “Cale-se !” (Comando) n  “Por favor, você pode se calar ?” (Pedido) n  “Você vai se calar ou não ?” (Pergunta) n  “Eu gostaria que você se calasse.” (Informação)

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Atos da Fala : Categorias

Representativos n  Expressam uma Proposta n  Ex: “Vamos jogar boliche

amanhã?” Diretivos n  Expressam um Pedido ou

Comando n  Ex: “Cale-se!”

Comissivos n  Expressam Promessa ou

Ameaça n  Ex: “Eu prometo doar

R$1.000,00.”

Expressivos n  Expressam Desculpas ou

Agradecimentos n  Ex: “Desculpe pelo atraso”

Declarativos n  Mudam o Estado do Mundo n  Ex: “Eu os declaro marido

e mulher!” Vereditos n  Expressam um Julgamento n  Ex: “West é criminoso.”

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Várias Dimensões dos Atos da Fala

Ato Locucionário n  Emissão da mensagem

w  “Você poderia fazer um café?” Efeito Ilocucionário n  O que o locutor entende por algo

w  “Ele me pediu para fazer café” Efeito Perlocucionário n  O real efeito do ato comunicativo no receptor

w  “Ele me fez fazer café”

Ideal n  Efeito perlocucionário previsível n  Para um dado Ato Locucionário,

w  Efeito Ilocucionário = Efeito Perlocucionário. n  Ou seja, prever a reação do receptor!

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Linguagens de Comunicação

Baseadas na Teoria dos Atos da Fala (Searle, Austin) Objetiva a troca de informações entre agentes n  Transporte de mensagens na rede através de protocolos de baixo nível

w  SMTP, TCP/IP, IIOP ou HTTP n  Esse transporte é transparente para o usuário

Para o KSE (ARPA Knowledge Sharing Effort), uma ACL é dividida em: n  Ontologia n  Linguagem de Conteúdo (lógica)

w  Codificação do conteúdo n  Linguagem externa

w  Ato Locucionário (Performativa) w  Encapsulamento de infomações para o roteamento

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Ontologias

Definição n  Vocabulário cujos termos são relacionados a um certo

domínio e precisamente definidos. n  Os relacionamentos entre esses termos também são

especificadas usando técnicas de modelagem formal Uma vez especificada… n  Pode-se construir uma KB relacionada ao domínio

coberto pela ontologia n  Esta KB pode ser compartilhada com outros agentes

interessados em conhecimentos sobre este domínio

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Linguagem de Conteúdo (LC)

O que é? n  Linguagem em que deve ser codificado o conhecimento que

se deseja compartilhar com o destinatário da mensagem Exemplos n  KIF ( Knowledge Interchange Format )

w  Versão prefixada (“LISP like”) da lógica clássica de primeira ordem

w  Não está totalmente implementada para uso comercial w  Produzida pelo KSE

n  Linguagem natural n  Prolog, SQL, LISP n  RDF (Resource Description Framework) n  XML

Ato Comunicativo

Conteúdo Mensagem

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Exemplo de uma Mensagem KIF

(=(temperatura m1) (scalar 40 Celsius))

(defrelation solteiro (?x) := (and (man ?x) (not(casado ?x))))

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Linguagem Externa ( LE )

O que é ? n  Linguagem que encapsula:

w  O ato comunicativo = ato locucionário = performativa w  Informações para o roteamento

n  Agente receptor n  Ontologia n  Linguagem de Conteúdo n  Conteúdo n  …

Exemplos n  KQML n  FIPA ACL

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KQML

Knowledge Query and Manipulation Language

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KQML

Objetivo n  Interoperabilidade entre agentes de software em

aplicações distribuídas e/ou heterogêneas Pioneira ( KSE – 1994 ) Aplicações n  eCommerce (negociação) n  Jogos n  BDs distribuídos e/ou heterogêneos n  Integração de tecnologias n  ...

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KQML : Características

Principais características da linguagem: n  Independente de Linguagem de Conteúdo n  Independente de Ontologia n  Independente de Protocolos de Transporte de

Rede n  Comunicação baseada nos atos da fala

w  Performativas

n  Sugere o uso de Agentes Facilitadores n  Camadas:

w  Comunicação, Conteúdo e Mensagem

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KQML : Sintaxe

( performativa :sender <word> :receiver <word> :reply-with <word> :in-reply-to <word> :language <word> :ontology <word> :content <expression> )

Camada de Mensagem

Camada de Conteúdo

Camada de Comunicação

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KQML : Performativas

Performativas Típicas n  tell : informa que o conteúdo da mensagem está na KB do

locutor n  ask-if : o locutor quer saber se o conteúdo de sua mensagem é

verdadeiro para o receptor n  advertise : o locutor quer que o receptor saiba que ele pode

processar mensagens no modelo do seu conteúdo n  insert : o locutor “pede” ao receptor que adicione o conteúdo

da mensagem à sua KB Outras Performativas n  achieve, ask-about, ask-all, ask-one, break, broadcast, broker-all,

broker-one, deny, delete, delete-all, delete-one, discard, eos, error, evaluate, forward, generator, monitor, …

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Exemplo

A1 envia a seguinte mensagem para A2 ... ( advertise :sender A1 :receiver A2 :reply-with id1 :language KQML :ontology kqml-ontology :content ( ask-if :sender A2 :receiver A1 :in-reply-to id1 :language Prolog :ontology CIn :content “Professor(X,Y)”))

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Exemplo

A2 pergunta então a A1 ... ( ask-if :sender A2 :receiver A1 :in-reply-to id1 :reply-with id2 :language Prolog :ontology CIn :content “Professor(X, ‘Agentes’)” )

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Exemplo

A1 responde ao agente A2 ... ( tell :sender A1 :receiver A2 :in-reply-to id2 :reply-with id3 :language Prolog :ontology CIn :content “[Lesser, Sycara, Jennings,...]”

)

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KQML : Problemas

Ambigüidade e Termos Vagos n  O significado de performativas é pouco claro.

Performativas com nomes inadequados n  Algumas performativas têm nomes que não

correspondem diretamente ao ato comunicativo a ela associado

n  Ex: “tell” Ausência de performativas n  Alguns atos comunicativos não estão representados

entre as performativas disponíveis - Comissivas

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FIPA

Foundations for Intelligent Physical Agents www.fipa.org

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FIPA : Histórico

FIPA é uma associação sem fins lucrativos fundada em 1996 e localizada em Genebra na Suíça Objetiva promover o sucesso das aplicações, serviços e equipamentos baseados em agentes Provê especificações para maximizar a interoperabilidade entre aplicações, serviços e equipamentos baseados em agentes

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FIPA

FIPA x KQML n  Ao contrário do KQML, as especificações FIPA têm

uma grande preocupação com a modelagem semântica

Linguagem de Comunicação de Agentes n  FIPA ACL

Linguagens de Conteúdo n  FIPA Content Language Library (FIPA-CLL) n  FIPA-SL, FIPA-RDF, FIPA-CCL, FIPA-KIF, … n  Mas também é independente de LC

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FIPA ACL

Sintaxe n  Praticamente igual ao KQML n  Conjunto de performativas menor

w  accept-proposal, agree, cancel, cfp, confirm, disconfirm, failure, inform, inform-if, inform-ref, not-understood, propose, query-if, query-ref, refuse, reject-proposal, request, request-when, request-whenever, subscribe

Semântica n  Definida precisamente n  Mensagens são mapeadas na FIPA-SL n  <i, inform(j, ϕ) pre: Bi ϕ ∧ ¬Bi (Bifj ϕ ∨ Uifj ϕ)

w  Efeito: Bj ϕ

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Definindo Performativas...

Inform – ato representativo, uma ação n  Está sol lá fora. n  Estou com sono.

Visa.. n  Modificar as crenças de agentes n  Não pode ser realizado por acidente

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Request

Ato Diretivo Tenta modificar as intenções do destinatário Três tipos diferentes n  Request n  Request-when n  Request-whenever

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FIPA ACL x KQML

Semelhanças n  Independência de Linguagem de Conteúdo e de

ontologias n  Sintaxe idêntica

Diferenças n  Visível principalmente na semântica n  Performativas são diferentes n  Os agentes de FIPA ACL são proibidos de

manipular diretamente a KB de outros agentes

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Neutralizando Diferenças (situação fictícia) n  Em KQML

w Mensagem de A para B: achieve goal X w  Usa todo o vocabulário da ACL (performativa “achieve”)

n  Em FIPA ACL w Mensagem de A para B: inform ( achieve goal X ) w  A ACL não entende! A LC sim! w  Elimina a necessidade da performativa achieve na ACL

Conteúdo

FIPA ACL x KQML

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Exemplo

A1 envia a seguinte mensagem para A2 ... ( inform :sender A1 :receiver A2 :reply-with id1 :language ... :ontology ... :content ((= available-service A1) (set(provide Professor(X,Y))))”

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Exemplo

A2 pergunta então a A1 ... ( query-ref :sender A2 :receiver A1 :in-reply-to id1 :reply-with id2 :language Prolog :ontology CIn :content “Professor(X, ‘Agentes’)” )

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Exemplo

A1 responde ao agente A2 ... ( inform :sender A1 :receiver A2 :in-reply-to id2 :reply-with id3 :language Prolog :ontology CIn :content “X = Geber, X = Flávia, X = Jacques...”

)

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Exemplo

A simple one...

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Compra de Livros

Linguagens n  Java n  FIPA-ACL

Ferramentas n  JADE (Java Agent DEvelopment

Framework)

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Compra de Livros

Agente Fornecedor Agente Comprador

Directory Facilitator Agent (Páginas Amarelas)

(1) Register (2) Search

(3) Lista de agentes

(3) CFP

(5) Accept Proposal

(4) Propose ou Refuse

(6) Inform

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Comportamento Agente Fornecedor

private class OfferRequestsServer extends CyclicBehaviour { public void action() { ACLMessage msg = myAgent.receive(); if (msg != null) { // Message received. Process it String title = msg.getContent(); ACLMessage reply = msg.createReply(); Integer price = (Integer) catalogue.get(title); if (price != null) { // The requested book is available for sale. Reply with the price reply.setPerformative(ACLMessage.PROPOSE); reply.setContent(String.valueOf(price.intValue())); } else { // The requested book is NOT available for sale. reply.setPerformative(ACLMessage.REFUSE);

reply.setContent(“not-available”); } myAgent.send(reply); } }

}

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Comportamento do Agente Comprador

private class RequestPerformer extends Behaviour {

private AID bestSeller; // The agent who provides the best offer

private int bestPrice; // The best offered price

private int repliesCnt = 0; // The counter of replies from seller agents

private MessageTemplate mt; // The template to receive replies

private int step = 0;

public void action() {

switch (step) {

(...)

}

}

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Comportamento do Agente Comprador (cont.)

case 0: // Send the cfp to all sellers ACLMessage cfp = new ACLMessage(ACLMessage.CFP); for (int i = 0; i < sellerAgents.length; ++i) { cfp.addReceiver(sellerAgents[i]); } cfp.setContent(targetBookTitle); cfp.setConversationId(“book-trade”); cfp.setReplyWith(“cfp”+System.currentTimeMillis()); // Unique value myAgent.send(cfp); // Prepare the template to get proposals mt = MessageTemplate.and(MessageTemplate.MatchConversationId(“book-trade”), MessageTemplate.MatchInReplyTo(cfp.getReplyWith())); step = 1; break;

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Comportamento do Agente Comprador (cont.)

case 1: // Receive all proposals/refusals from seller agents ACLMessage reply = myAgent.receive(mt); if (reply != null) { // Reply received if (reply.getPerformative() == ACLMessage.PROPOSE) { // This is an offer int price = Integer.parseInt(reply.getContent()); if (bestSeller == null || price < bestPrice) { // This is the best offer at present bestPrice = price; bestSeller = reply.getSender(); } } repliesCnt++; if (repliesCnt >= sellerAgents.length) // We received all replies step = 2; } else block(); break;

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Comportamento do Agente Comprador (cont.)

case 2:

// Send the purchase order to the seller that provided the best offer

ACLMessage order = new ACLMessage(ACLMessage.ACCEPT_PROPOSAL);

order.addReceiver(bestSeller);

order.setContent(targetBookTitle);

order.setConversationId(“book-trade”);

order.setReplyWith(“order”+System.currentTimeMillis());

myAgent.send(order);

// Prepare the template to get the purchase order reply

mt = MessageTemplate.and(MessageTemplate.MatchConversationId(“book-trade”),

MessageTemplate.MatchInReplyTo(order.getReplyWith()));

step = 3;

break;

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Comportamento do Agente Comprador (cont.)

case 3: // Receive the purchase order reply reply = myAgent.receive(mt); if (reply != null) { // Purchase order reply received if (reply.getPerformative() == ACLMessage.INFORM) { // Purchase successful. We can terminate System.out.println(targetBookTitle+“ successfully purchased.”); System.out.println(“Price = ”+bestPrice); myAgent.doDelete(); } step = 4; } else block(); break;